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JP4079503B2 - Analytical electron microscope - Google Patents

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JP4079503B2
JP4079503B2 JP11646698A JP11646698A JP4079503B2 JP 4079503 B2 JP4079503 B2 JP 4079503B2 JP 11646698 A JP11646698 A JP 11646698A JP 11646698 A JP11646698 A JP 11646698A JP 4079503 B2 JP4079503 B2 JP 4079503B2
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JP
Japan
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ray
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桑田正彦
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Jeol Ltd
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子顕微鏡の機能と蛍光X線分析装置の機能とを併せ持つ分析電子顕微鏡の技術分野に属するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、試料の微小部における元素分析を行う分析装置が開発されているが、この装置としては、電子顕微鏡にX線検出器を取り付けた装置と、蛍光X線分析装置とがある。
【0003】
電子顕微鏡にX線検出器を取り付けた装置は、電子銃から発射された電子線を加速して試料にその表面に焦点を結ぶように照射して、この試料から特性X線を発生させ、この特性X線をX線検出器によって検出するものである。そして、このX線のエネルギをX線分析装置によって測定することにより、試料を構成する元素の種類とその量を分析するようになっている。
【0004】
ところで、電子顕微鏡にX線検出器を取り付けた装置で試料の元素分析を行う場合には、次のような問題がある。すなわち、この装置では試料室を真空にしなければならないため、蒸気圧の高い試料を分析することはできない。また、電子による試料の帯電によって照射位置が変動したり、照射電流が不安定となるため、絶縁物をそのまま分析することができない。更に、電子線照射によって真空残留ガス成分が試料表面に焼き付けられるため、試料が汚染されてしまう。更に、制動放射X線によるバックグランドが大きいため、検出限界が蛍光X線分析装置に比較して悪くなる。
【0005】
そこで、電子顕微鏡にX線検出器を取り付けた装置の問題点をなくした蛍光X線分析装置が従来開発されている。この蛍光X線分析装置は、微小焦点X線管球から発射されるX線を試料に照射して、この試料から特性X線を発生させ、この特性X線を分光して測定するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蛍光X線分析装置で試料の元素分析を行う場合には、次のような問題がある。すなわち、微小焦点X線管球を使用するため、輝度の高い極細径のビームとすることが難しい。これは、微小部での元素分析を行うためには、X線はその焦点径が1〜10μφ程度の輝度の高い極細径のビームであることが求められるが、微小焦点X線管球からのX線の焦点径が100μφ程度であるためである。そこで、従来は微小焦点X線管球からのX線をオリフィスで制限することにより極細X線ビームを形成するようにしているが、このようにオリフィスで制限したのでは、X線の利用効率がきわめて悪くなってしまう。
【0007】
また、管球の窓材による1次X線に含まれる低エネルギ成分の吸収によって、低エネルギX線の励起効率がきわめて低くなる。すなわち、軽元素の分析精度が低下する。
【0008】
更に、分析のために電子顕微鏡と蛍光X線分析装置とを2台用意しなければならないばかりでなく、分析対象や目的によって電子顕微鏡と蛍光X線分析装置とを使い分けしなければならなく、作業が面倒なものとなっている。
【0009】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、1台で電子顕微鏡のモードと蛍光X線分析装置のモードとを設定し、これらのモードを分析対象や目的によって切り替えることにより、最適条件での分析を可能にし、しかも蛍光X線分析装置モード設定時にX線の利用効率を低下することなく極細X線ビームを形成できる分析電子顕微鏡を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項1の発明は、ケーシング内に、電子線を放射する電子銃と、この電子線を収束するレンズと、このレンズの下方で前記電子銃の中心軸線上に配設され、試料を支持する試料支持部とを備えているとともに、前記ケーシングに前記試料から発生されるX線を検出するX線検出器を備えた電子顕微鏡において、前記レンズと前記試料支持部との間に、ターゲットが前記中心軸線上の使用位置と前記中心軸線から外れた不使用位置との間で移動可能に配設され、前記ターゲットが前記使用位置に設定されたとき、前記電子線の焦点が前記ターゲットの表面上に結ばれることによりこのターゲットから発生するX線が前記試料を照射し、この試料から発生する蛍光X線を前記X線検出器で検出する蛍光X線分析装置モードと、前記ターゲットが前記不使用位置に設定されたとき、前記電子線の焦点が前記試料の表面上に結ばれることによりこの試料から発生する特性X線を前記X線検出器で検出する電子顕微鏡モードとが設定されており、前記ターゲットは前記ケーシングに移動可能に設けられた支持部材に気密に固定支持されており、前記ターゲットおよび前記支持部材は、前記ターゲットを使用位置に位置させたときに電子線発生部側と前記試料側とを気密的に遮断し、また前記ターゲットを不使用位置に位置させたときに電子線発生部側と前記試料側とを連通することを特徴としている。
【0011】
また、請求項2の発明は、前記ターゲットの使用位置より前記試料支持部側に、前記中心軸線上に位置して、X線を制限するコリメータが配設されていることを特徴としている。
【0013】
【作用】
このような構成をした請求項1の発明の分析電子顕微鏡においては、ターゲットを使用位置に設定することにより、蛍光X線分析装置モードが設定される。これにより、分析電子顕微鏡は試料の微小部を測定する従来と同様の蛍光X線分析装置の機能を発揮するようになる。また、ターゲットを不使用位置に設定することにより、電子顕微鏡モードが設定される。これにより、分析電子顕微鏡は従来と同様の電子顕微鏡の機能を発揮するようになる。すなわち、分析電子顕微鏡は、1台で電子顕微鏡の機能と蛍光X線分析装置の機能とを兼備した装置となり、これらの2つの機能を分析対象や目的によって適宜切り替えることにより、最適条件での分析が可能となる。
【0014】
また、ターゲットを固定支持する支持部材がターゲットを使用位置に位置させたときに、電子線発生部側と試料側とが気密的に遮断されるようになる。したがって、電子線発生部側を高真空に保持したまま、試料側を大気またはヘリウム雰囲気とすることが可能となる。
【0015】
特に請求項2の発明においては、コリメータにより試料を照射するX線が制限されるので、容易にX線の更に高輝度の微小焦点が得られるようになる。したがって、ターゲットからのX線ビームがきわめて細くなるので、従来の蛍光X線分析装置におけるX線管球に比べてX線の利用効率がきわめて高くなり、高感度の分析が行われるようになる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明にかかる分析電子顕微鏡の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
【0017】
図1に示すように、この例の分析電子顕微鏡1は、従来の分析電子顕微鏡と同様に走査型電子顕微鏡2にX線検出器3が取り付けられて構成されている。走査型電子顕微鏡は従来公知のもので、ケーシング4内に、電子銃5、陽極6、コンデンサレンズ7および対物レンズ8を備えている。更に、分析電子顕微鏡1は、対物レンズ8と試料9を支持する試料支持部9aとの間に配設される金属薄膜からなるターゲット10と、このターゲット10と試料9との間に配設され、X線を制限するコリメータ11とを備えている。
【0018】
図2に示すように、ターゲット10は支持部材12に気密に支持固定されている。この支持部材12は、対物レンズ8のすぐ下に配設された、ケーシング4の中間の水平床部4aの下面に、Oリング等のシール材13で気密にかつ摺動可能に設けられている。そして、支持部材12すなわちターゲット10は、図2に実線位置で示す電子銃5の中心軸線α位置すなわち使用位置と二点鎖線で示す不使用位置との間で移動可能となっている。この支持部材12の移動は操作部材14に行われるようになっている。水平床部4aには、電子銃5の中心軸線αと同心の孔4bが穿設されているとともに、支持部材12の支持部には、孔4bと同心の孔12aが穿設されている。
【0019】
支持部材12すなわちターゲット10が図2に実線で示す使用位置に設定されたとき、電子顕微鏡2のケーシング4内が、電子線発生部側Aと試料9側Bとに気密的に遮断され、また支持部材12すなわちターゲット10が図2に二点差線で示す不使用位置に設定されたとき、電子顕微鏡2のケーシング4内が、電子線発生部側Aと試料9側Bとの間で連通するようになっている。すなわち、ターゲット10の支持部材12は、電子線発生部側Aと試料9側Bとを気密的に連通遮断するゲート弁を兼ねている。これにより、電子線発生部A側を高真空に保持したまま、試料9側を大気またはヘリウム雰囲気とすることができるようになっている。
【0020】
また、電子線の焦点は、ターゲット10が不使用位置に設定されるときは試料9の表面上に結ぶように、またターゲット10が使用位置に設定されるときはターゲット10の表面上に結ぶように切替制御されるようになっている。この焦点の切替はターゲット10の移動に連動して行われるようにされている。この例の分析電子顕微鏡1では、ターゲット10上に電子線が焦点を結ぶように設定されることから、ターゲット10は、電子線照射による発熱で損傷するのを防止するために、図示しないが適宜の冷却手段で冷却されるようになっている。
【0021】
このように構成されたこの例の分析電子顕微鏡1においては、ターゲット10が使用位置に設定された場合つまり対物レンズ8と試料9との間に挿入された場合は、蛍光X線分析装置モードが設定され、またターゲット10がこれらの間から取り外された場合は、走査型電子顕微鏡モードが設定される。
【0022】
蛍光X線分析装置モードが設定されると、電子銃5から発射された電子線は加速されて、ターゲット10上に焦点を結ぶようになるが、このとき、電子線がターゲット10を照射することにより、このターゲット10からX線が発生し、このX線は金属薄膜のターゲット10を透過して試料9を照射するようになる。これにより、試料9から蛍光X線が発生し、発生した蛍光X線はX線検出器3で検出されて、従来と同様にX線分析装置によって分析される。
【0023】
一方、走査型電子顕微鏡モードが設定されると、電子銃5から発射された電子線は加速されて、試料9上に焦点を結ぶようになり、従来と同様の走査型電子顕微鏡による試料9の分析が行われる。
【0024】
この例の分析電子顕微鏡1によれば、ターゲット10を支持部材12から取り外した状態で、電子銃5からの電子線をその焦点が試料9の表面上に結ぶようにして試料9を照射することにより、従来と同様の走査型電子顕微鏡2の機能を発揮することができるとともに、ターゲット10を支持部材12に支持させた状態で、電子銃5からの電子線をその焦点がターゲット10の表面上に結ぶようにしてターゲット10を照射することにより、試料9の微小部を測定する従来と同様の蛍光X線分析装置の機能を発揮することができるようになる。すなわち、この例の分析電子顕微鏡1は、走査型電子顕微鏡2の機能と蛍光X線分析装置の機能とを兼備した装置となり、これらの2つの機能を分析対象や目的によって適宜切り替えることにより、最適条件での分析が可能となる。
【0025】
また、従来の走査型電子顕微鏡2にターゲット10とコリメータ11とを設置するだけで、前述の2つの機能を兼備した分析電子顕微鏡1を簡単にかつ安価に構成することができるようになる。
【0026】
更に、走査型電子顕微鏡2にターゲット10およびコリメータ11を組み込むことにより、容易にX線の高輝度の微小焦点が得られるようになる。したがって、ターゲット10から発生するX線ビームがきわめて細くなるので、従来の蛍光X線分析装置におけるX線管球に比べてX線の利用効率がきわめて高くなり、高感度の分析を行うことができるようになる。
【0027】
なお、図示しないが、照射X線の単色性を向上するとともに電子線を遮断するためのフィルタを、ターゲット10と試料9との間に設けるようにすることもできる。
【0028】
図3は、本発明の実施の形態の他の例を示す、図1と同様の図である。なお、前述の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。
【0029】
前述の例では、ターゲット10が走査型電子顕微鏡2の対物レンズ8と試料9との間に配設されるようになっているが、この例の分析顕微鏡1では、図3に示すように走査型分析電子顕微鏡2′が用いられているとともに、金属薄膜のターゲット10がこの走査型分析電子顕微鏡2′のコンデンサレンズ7と対物レンズ8との中間の結像点に、前述の例と同様に移動可能に設けられている。
この例の分析電子顕微鏡1の他の構成は、前述の例と同じである。
【0030】
このように構成されたこの例の分析電子顕微鏡1においては、ターゲット10がコンデンサレンズ7と対物レンズ8との中間の結像点にすなわち使用位置に挿入された場合は、電子線がターゲット10に照射されてターゲット10からX線が発生し、このX線が試料9に照射されることにより試料9から発生する蛍光X線を分析する蛍光X線分析装置モードが設定され、またターゲット10がこの結像点から取り外された、すなわち不使用位置に設定された場合は、電子線が試料9に焦点を結ぶように照射されることにより、試料9から発生する特性X線を分析する走査型分析電子顕微鏡モードが設定される。
【0031】
その場合、ターゲット10がコンデンサレンズ7と対物レンズ8との中間の結像点に挿入されることから、前述の例のようにターゲット10を対物レンズ8と試料9との間に挿入する場合に比べて、走査型分析電子顕微鏡2′の作動距離の制限がなくなる。これにより、作動距離が短くなり、分析電子顕微鏡1の走査型分析電子顕微鏡モードにおいて、高分解能が得られる。
【0032】
また、ターゲット10がコンデンサレンズ7の結像点に挿入されるため、蛍光X線分析装置モードと走査型分析電子顕微鏡モードで、対物レンズ8の励磁条件を変更する必要がなくなる。これにより、両モードの切替時の操作がより簡単になる。
【0033】
更に、ターゲット10がコンデンサレンズ7の結像点に挿入される場合は、前述の例のようにターゲット10が対物レンズ8の下方に挿入される場合に比べて、電子線の照射電流が大きくとれるようになる。これにより、ターゲット10におけるX線の発生量が大きくなる。
【0034】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1の発明の分析電子顕微鏡によれば、1台で電子顕微鏡の機能と蛍光X線分析装置の機能とを兼備した装置を構成することができる。したがって、これらの2つの機能を分析対象や目的によって適宜切り替えることにより、最適条件での分析を行うことができるようになる。
しかも、従来の電子顕微鏡にターゲットを設置するだけで、2つの機能を兼備した分析電子顕微鏡を簡単にかつ安価に構成することができる。
【0035】
また、ターゲットの支持部材で電子線発生部側と試料側とが気密的に遮断するようにしているので、電子線発生部側を高真空に保持したまま、試料側を大気またはヘリウム雰囲気とすることが可能となる。
【0036】
また、請求項2の発明によれば、コリメータにより試料を照射するX線を制限しているので、容易にX線の更に高輝度の微小焦点を得ることができるようになる。したがって、ターゲットからのX線ビームをきわめて細くできるので、従来の蛍光X線分析装置におけるX線管球に比べてX線の利用効率をきわめて向上させることができ、高感度の分析を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる分析電子顕微鏡の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
【図2】 図1におけるII部の詳細拡大図である。
【図3】 本発明の実施の形態の他の例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1…分析電子顕微鏡、2…走査型電子顕微鏡、3…X線検出器、4…ケーシング、5…電子銃、6…陽極、7…コンデンサレンズ、8…対物レンズ、9…試料、10…ターゲット、11…コリメータ、12…支持部材、13…シール部材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of an analytical electron microscope having both the function of an electron microscope and the function of a fluorescent X-ray analyzer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, analyzers that perform elemental analysis of minute portions of a sample have been developed. Examples of such apparatuses include an apparatus in which an X-ray detector is attached to an electron microscope, and a fluorescent X-ray analyzer.
[0003]
An apparatus with an X-ray detector attached to an electron microscope accelerates an electron beam emitted from an electron gun and irradiates the sample so as to focus on the surface, thereby generating characteristic X-rays from the sample. Characteristic X-rays are detected by an X-ray detector. The X-ray energy is measured by an X-ray analyzer to analyze the types and amounts of elements constituting the sample.
[0004]
By the way, when performing an elemental analysis of a sample with an apparatus in which an X-ray detector is attached to an electron microscope, there are the following problems. That is, in this apparatus, since the sample chamber must be evacuated, a sample having a high vapor pressure cannot be analyzed. In addition, since the irradiation position fluctuates due to charging of the sample by electrons and the irradiation current becomes unstable, the insulator cannot be analyzed as it is. Furthermore, since the vacuum residual gas component is baked on the sample surface by the electron beam irradiation, the sample is contaminated. Furthermore, since the background by the bremsstrahlung X-ray is large, the detection limit is worse than that of the fluorescent X-ray analyzer.
[0005]
Therefore, an X-ray fluorescence analyzer that eliminates the problems associated with an X-ray detector attached to an electron microscope has been conventionally developed. This fluorescent X-ray analyzer irradiates a sample with X-rays emitted from a microfocus X-ray tube, generates characteristic X-rays from the sample, and spectroscopically measures the characteristic X-rays. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when performing elemental analysis of a sample with a fluorescent X-ray analyzer, there are the following problems. That is, since a microfocus X-ray tube is used, it is difficult to obtain an extremely thin beam with high brightness. This is because, in order to perform elemental analysis at a microscopic part, the X-ray is required to be an extremely thin beam with a high brightness with a focal diameter of about 1 to 10 μφ. This is because the focal diameter of the X-ray is about 100 μφ. Therefore, conventionally, an ultrafine X-ray beam is formed by restricting X-rays from a microfocus X-ray tube with an orifice. However, with such an restriction with an orifice, the utilization efficiency of X-rays is reduced. It will be very bad.
[0007]
Further, the excitation efficiency of the low energy X-rays becomes extremely low due to the absorption of the low energy component contained in the primary X-rays by the tube window material. That is, the analysis accuracy of light elements decreases.
[0008]
In addition to preparing two electron microscopes and a fluorescent X-ray analyzer for analysis, the electron microscope and fluorescent X-ray analyzer must be used separately according to the analysis object and purpose. Is troublesome.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to set the mode of the electron microscope and the mode of the fluorescent X-ray analyzer with a single unit, and select these modes according to the analysis object and purpose. By switching, it is possible to provide an analytical electron microscope that enables analysis under optimum conditions and that can form an ultrafine X-ray beam without lowering the X-ray utilization efficiency when the fluorescent X-ray analyzer mode is set.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is characterized in that an electron gun that emits an electron beam, a lens that converges the electron beam, and a central axis of the electron gun below the lens are provided in a casing. And an electron microscope comprising an X-ray detector for detecting X-rays generated from the sample in the casing, wherein the lens and the sample support are provided. A target is movably disposed between a use position on the central axis and a non-use position deviating from the central axis, and when the target is set at the use position, the electron The X-ray generated from the target irradiates the sample when the focal point of the line is focused on the surface of the target, and the X-ray detector detects the fluorescent X-ray generated from the sample with the X-ray detector. When the mode and the target are set at the non-use position, the electron beam is focused on the surface of the sample, and the X-ray detector detects the characteristic X-rays generated from the sample. The microscope mode is set, and the target is airtightly fixed and supported by a support member provided movably on the casing, and the target and the support member are positioned when the target is in a use position. an electron beam generating section side to the sample side hermetically blocked, and as characterized and Turkey through communication between said electron beam generating section side sample side when brought into position the target at the non-use position in Yes.
[0011]
Further, the invention of claim 2 is characterized in that a collimator for limiting X-rays is disposed on the central axis side closer to the sample support part than the use position of the target.
[0013]
[Action]
In the analytical electron microscope of the invention of claim 1 having such a configuration, the fluorescent X-ray analyzer mode is set by setting the target at the use position. As a result, the analytical electron microscope exhibits the same function as a conventional fluorescent X-ray analyzer that measures a minute portion of a sample. Also, the electron microscope mode is set by setting the target to the non-use position. As a result, the analytical electron microscope exhibits the same function as the conventional electron microscope. In other words, a single analytical electron microscope is a device that combines the functions of an electron microscope and the function of a fluorescent X-ray analyzer. By switching these two functions depending on the analysis target and purpose, analysis under optimum conditions is possible. Is possible.
[0014]
In addition, when the support member that fixes and supports the target positions the target at the use position, the electron beam generation unit side and the sample side are hermetically shut off. Therefore, it is possible to make the sample side into the atmosphere or helium atmosphere while keeping the electron beam generating part side in a high vacuum.
[0015]
In particular, in the invention of claim 2, since the X-rays irradiating the sample are limited by the collimator, it is possible to easily obtain a high-intensity micro focus of X-rays. Therefore, since the X-ray beam from the target becomes extremely thin, the utilization efficiency of X-rays is extremely higher than that of the X-ray tube in the conventional fluorescent X-ray analyzer, and a highly sensitive analysis is performed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an embodiment of an analytical electron microscope according to the present invention.
[0017]
As shown in FIG. 1, the analytical electron microscope 1 of this example is configured by attaching an X-ray detector 3 to a scanning electron microscope 2 in the same manner as a conventional analytical electron microscope. The scanning electron microscope is conventionally known and includes an electron gun 5, an anode 6, a condenser lens 7 and an objective lens 8 in a casing 4. Further, the analytical electron microscope 1 is disposed between a target 10 made of a metal thin film disposed between the objective lens 8 and a sample support portion 9 a that supports the sample 9, and the target 10 and the sample 9. And a collimator 11 for limiting X-rays.
[0018]
As shown in FIG. 2, the target 10 is airtightly supported and fixed to the support member 12. The support member 12 is provided on the lower surface of the intermediate horizontal floor portion 4a of the casing 4 disposed just below the objective lens 8 so as to be airtight and slidable by a sealing material 13 such as an O-ring. . The support member 12, that is, the target 10 is movable between the center axis α position of the electron gun 5 indicated by the solid line position in FIG. 2, that is, between the use position and the non-use position indicated by the two-dot chain line. The movement of the support member 12 is performed by the operation member 14. A hole 4 b concentric with the central axis α of the electron gun 5 is formed in the horizontal floor 4 a, and a hole 12 a concentric with the hole 4 b is formed in the support part of the support member 12.
[0019]
When the support member 12, that is, the target 10 is set to the use position indicated by the solid line in FIG. 2, the inside of the casing 4 of the electron microscope 2 is hermetically cut off by the electron beam generator A side and the sample 9 side B, and When the support member 12, that is, the target 10 is set at the non-use position indicated by the two-dot chain line in FIG. 2, the inside of the casing 4 of the electron microscope 2 communicates between the electron beam generation unit side A and the sample 9 side B. It is like that. That is, the support member 12 of the target 10 also serves as a gate valve that shuts off the electron beam generation unit side A and the sample 9 side B in an airtight manner. Thereby, the sample 9 side can be made into the atmosphere or helium atmosphere while the electron beam generating part A side is kept in a high vacuum.
[0020]
Further, the focal point of the electron beam is tied on the surface of the sample 9 when the target 10 is set at the non-use position, and on the surface of the target 10 when the target 10 is set at the use position. Are controlled to be switched. This focus switching is performed in conjunction with the movement of the target 10. In the analytical electron microscope 1 of this example, since the electron beam is set to focus on the target 10, the target 10 is not illustrated in order to prevent damage due to heat generated by electron beam irradiation. It is cooled by the cooling means.
[0021]
In the analytical electron microscope 1 of this example configured as described above, when the target 10 is set at the use position, that is, when inserted between the objective lens 8 and the sample 9, the fluorescent X-ray analyzer mode is set. When set and the target 10 is removed from between these, the scanning electron microscope mode is set.
[0022]
When the fluorescent X-ray analyzer mode is set, the electron beam emitted from the electron gun 5 is accelerated to focus on the target 10. At this time, the electron beam irradiates the target 10. Thus, X-rays are generated from the target 10, and the X-rays pass through the metal thin film target 10 to irradiate the sample 9. Thereby, fluorescent X-rays are generated from the sample 9, and the generated fluorescent X-rays are detected by the X-ray detector 3 and analyzed by the X-ray analyzer as in the conventional case.
[0023]
On the other hand, when the scanning electron microscope mode is set, the electron beam emitted from the electron gun 5 is accelerated to focus on the sample 9, and the sample 9 is scanned by the same scanning electron microscope as in the conventional case. Analysis is performed.
[0024]
According to the analytical electron microscope 1 of this example, the sample 9 is irradiated with the electron beam from the electron gun 5 being focused on the surface of the sample 9 with the target 10 removed from the support member 12. Thus, the same function of the conventional scanning electron microscope 2 can be achieved, and the electron beam from the electron gun 5 is focused on the surface of the target 10 while the target 10 is supported by the support member 12. By irradiating the target 10 so as to tie, the function of the fluorescent X-ray analyzer similar to the conventional one that measures the minute part of the sample 9 can be exhibited. That is, the analytical electron microscope 1 of this example is a device that has both the function of the scanning electron microscope 2 and the function of the fluorescent X-ray analyzer, and is optimal by switching these two functions depending on the analysis object and purpose. Analysis under conditions is possible.
[0025]
In addition, simply by installing the target 10 and the collimator 11 on the conventional scanning electron microscope 2, the analytical electron microscope 1 having the two functions described above can be configured easily and inexpensively.
[0026]
Furthermore, by incorporating the target 10 and the collimator 11 into the scanning electron microscope 2, a high-intensity micro focus with X-rays can be easily obtained. Therefore, since the X-ray beam generated from the target 10 becomes very thin, the use efficiency of X-rays is extremely higher than that of the X-ray tube in the conventional X-ray fluorescence analyzer, and a highly sensitive analysis can be performed. It becomes like this.
[0027]
Although not shown, a filter for improving the monochromaticity of the irradiated X-ray and blocking the electron beam may be provided between the target 10 and the sample 9.
[0028]
FIG. 3 is a view similar to FIG. 1, showing another example of the embodiment of the present invention. The same components as those in the above-described example are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0029]
In the above example, the target 10 is arranged between the objective lens 8 of the scanning electron microscope 2 and the sample 9, but in the analysis microscope 1 of this example, as shown in FIG. A type analytical electron microscope 2 'is used, and a metal thin film target 10 is placed at an intermediate image point between the condenser lens 7 and the objective lens 8 of the scanning analytical electron microscope 2' in the same manner as described above. It is provided to be movable.
Other configurations of the analytical electron microscope 1 in this example are the same as those in the above-described example.
[0030]
In the analysis electron microscope 1 of this example configured as described above, when the target 10 is inserted at an intermediate image point between the condenser lens 7 and the objective lens 8, that is, at the use position, the electron beam is applied to the target 10. The target 10 emits X-rays, and the sample 9 is irradiated with the X-rays to set the fluorescent X-ray analyzer mode for analyzing the fluorescent X-rays generated from the sample 9. When the imaging point is removed, that is, when it is set at a non-use position, the electron beam is irradiated so as to focus on the sample 9, thereby scanning characteristic X-rays generated from the sample 9. The electron microscope mode is set.
[0031]
In that case, since the target 10 is inserted at an intermediate image point between the condenser lens 7 and the objective lens 8, the target 10 is inserted between the objective lens 8 and the sample 9 as in the above-described example. In comparison, the working distance of the scanning analytical electron microscope 2 'is not limited. Thereby, a working distance becomes short and high resolution is obtained in the scanning analysis electron microscope mode of the analysis electron microscope 1.
[0032]
Further, since the target 10 is inserted at the imaging point of the condenser lens 7, it is not necessary to change the excitation condition of the objective lens 8 in the fluorescent X-ray analyzer mode and the scanning analysis electron microscope mode. Thereby, operation at the time of switching between both modes becomes easier.
[0033]
Furthermore, when the target 10 is inserted at the imaging point of the condenser lens 7, the electron beam irradiation current can be larger than when the target 10 is inserted below the objective lens 8 as in the above-described example. It becomes like this. Thereby, the generation amount of X-rays in the target 10 increases.
[0034]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the analytical electron microscope of the first aspect of the invention, it is possible to configure an apparatus that combines the function of an electron microscope and the function of a fluorescent X-ray analyzer with a single unit. Therefore, it is possible to perform analysis under the optimum conditions by appropriately switching these two functions depending on the analysis object and purpose.
Moreover, an analytical electron microscope having two functions can be easily and inexpensively configured simply by installing a target on a conventional electron microscope.
[0035]
In addition, since the electron beam generating unit side and the sample side are hermetically blocked by the target support member, the sample side is kept in the atmosphere or helium atmosphere while the electron beam generating unit side is kept at a high vacuum. It becomes possible.
[0036]
Further, according to the invention of claim 2, since the X-rays irradiating the sample are limited by the collimator, it becomes possible to easily obtain a finer focus with higher brightness of the X-rays. Therefore, since the X-ray beam from the target can be made very thin, the utilization efficiency of X-rays can be greatly improved compared to the X-ray tube in the conventional X-ray fluorescence analyzer, and a highly sensitive analysis can be performed. become able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an embodiment of an analytical electron microscope according to the present invention.
FIG. 2 is a detailed enlarged view of a portion II in FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically showing another example of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Analysis electron microscope, 2 ... Scanning electron microscope, 3 ... X-ray detector, 4 ... Casing, 5 ... Electron gun, 6 ... Anode, 7 ... Condenser lens, 8 ... Objective lens, 9 ... Sample, 10 ... Target , 11 ... collimator, 12 ... support member, 13 ... seal member

Claims (2)

ケーシング内に、電子線を放射する電子銃と、この電子線を収束するレンズと、このレンズの下方で前記電子銃の中心軸線上に配設され、試料を支持する試料支持部とを備えているとともに、前記ケーシングに前記試料から発生されるX線を検出するX線検出器を備えた電子顕微鏡において、
前記レンズと前記試料支持部との間に、ターゲットが前記中心軸線上の使用位置と前記中心軸線から外れた不使用位置との間で移動可能に配設され、
前記ターゲットが前記使用位置に設定されたとき、前記電子線の焦点が前記ターゲットの表面上に結ばれることによりこのターゲットから発生するX線が前記試料を照射し、この試料から発生する蛍光X線を前記X線検出器で検出する蛍光X線分析装置モードと、前記ターゲットが前記不使用位置に設定されたとき、前記電子線の焦点が前記試料の表面上に結ばれることによりこの試料から発生する特性X線を前記X線検出器で検出する電子顕微鏡モードとが設定されており、
前記ターゲットは前記ケーシングに移動可能に設けられた支持部材に気密に固定支持されており、前記ターゲットおよび前記支持部材は、前記ターゲットを使用位置に位置させたときに電子線発生部側と前記試料側とを気密的に遮断し、また前記ターゲットを不使用位置に位置させたときに電子線発生部側と前記試料側とを連通することを特徴とする分析電子顕微鏡。
In the casing, an electron gun that emits an electron beam, a lens that converges the electron beam, and a sample support unit that is disposed on the central axis of the electron gun below the lens and supports the sample. And an electron microscope equipped with an X-ray detector for detecting X-rays generated from the sample in the casing,
A target is disposed between the lens and the sample support portion so as to be movable between a use position on the central axis and a non-use position deviating from the central axis.
When the target is set at the use position, the electron beam is focused on the surface of the target, so that X-rays generated from the target irradiate the sample, and fluorescent X-rays generated from the sample X-ray fluorescence analyzer mode for detecting the X-ray by the X-ray detector, and when the target is set at the non-use position, the electron beam is focused on the surface of the sample and generated from this sample. An electron microscope mode for detecting characteristic X-rays to be detected by the X-ray detector is set.
The target is hermetically fixed and supported by a support member movably provided on the casing, and the target and the support member are arranged on the electron beam generator side and the sample when the target is positioned at a use position. isolation from the side airtightly and analytical electron microscope, wherein the benzalkonium through communication between the electron beam generating section side and the sample side when brought into position the target at the non-use position.
前記ターゲットの使用位置より前記試料支持部側に、前記中心軸線上に位置して、X線を制限するコリメータが配設されていることを特徴とする請求項1記載の分析電子顕微鏡。  The analytical electron microscope according to claim 1, wherein a collimator for limiting X-rays is disposed on the central axis line closer to the sample support part than the use position of the target.
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